為引導(dǎo)和促進(jìn)可再生能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展,提高風(fēng)電的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,國(guó)家能源局近日印發(fā) 《關(guān)于開(kāi)展風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)示范項(xiàng)目的通知》推動(dòng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電在發(fā)電側(cè)平價(jià)上網(wǎng),擬在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)示范工作。
對(duì)此,多位業(yè)內(nèi)人士指出,通過(guò)示范項(xiàng)目建設(shè)論證風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的可行性,雖可為實(shí)現(xiàn)2020年風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)的目標(biāo)鋪路,但目前風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)仍存在諸多問(wèn)題亟待解決。
那么風(fēng)電成本究竟還有多少下降的空間?離平價(jià)上網(wǎng)之路還有多遠(yuǎn)要走?記者帶著這些問(wèn)題,近日專訪了遠(yuǎn)景能源副總經(jīng)理王曉宇博士。
風(fēng)電成本尚有很大的下降空間
中國(guó)電力報(bào):現(xiàn)在風(fēng)電面臨著非常迫切的成本下降壓力,您如何看待這樣的壓力?
王曉宇:這是一個(gè)行業(yè)上下最為關(guān)注的問(wèn)題。從歷史上來(lái)看,風(fēng)電的度電成本一直低于光伏,但是最近幾年光伏的度電成本也正在呈現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)。但我覺(jué)得,風(fēng)電成本還有很大的下降空間。首先,和很多成熟行業(yè)的技術(shù)應(yīng)用相比,風(fēng)電技術(shù)進(jìn)步尚有很大的提升空間,其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用可以帶來(lái)風(fēng)電成本的下降。比如風(fēng)變幻的規(guī)律也可以被機(jī)器的算法來(lái)學(xué)習(xí),這給風(fēng)電帶來(lái)的價(jià)值是難以想象的。正是洞察到了這一點(diǎn),遠(yuǎn)景開(kāi)發(fā)了“基于機(jī)艙雷達(dá)的智能控制”技術(shù)和精確的激光雷達(dá)仿真模型,并將其結(jié)合到風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,以使控制系統(tǒng)的仿真更加接近真實(shí)環(huán)境,以此降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)和疲勞載荷以及減少偏航誤差,提高風(fēng)機(jī)的發(fā)電性能和風(fēng)場(chǎng)的整場(chǎng)發(fā)電收益。
另外,風(fēng)能利用效率的提升非??捎^。2010年在談82米直徑風(fēng)輪的時(shí)候,已覺(jué)得這是很大的風(fēng)輪直徑了。而隨著智能控制技術(shù)進(jìn)步,風(fēng)輪直徑越來(lái)越大,比如2.2兆瓦功率的風(fēng)機(jī)其風(fēng)輪直徑達(dá)到131米。顯然,這大幅度提升了風(fēng)能效率。
近兩年遠(yuǎn)景在推出符合市場(chǎng)需求的高塔筒、大風(fēng)輪整機(jī)產(chǎn)品同時(shí),也在風(fēng)電技術(shù)基礎(chǔ)理論研究取得突破。比如葉片,葉片技術(shù)是風(fēng)電技術(shù)中非常重要的環(huán)節(jié),也是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的核心部件。專業(yè)人士知道,目前葉片氣動(dòng)性能分析還是基于格朗特在1935年為研究旋翼直升機(jī)應(yīng)用所提出的葉素動(dòng)量理論,簡(jiǎn)單說(shuō)就是把風(fēng)輪平面簡(jiǎn)化成一個(gè)能量盤(pán),其簡(jiǎn)化過(guò)程是二維的??墒牵芏嗫萍嘉墨I(xiàn)和大量的驗(yàn)證結(jié)果已表明,在葉尖速比較低時(shí),格朗特理論模型尚能符合風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但葉尖速比較高時(shí),它卻不能真實(shí)地體現(xiàn)風(fēng)輪在流場(chǎng)中的氣流形態(tài)。為解決這一技術(shù)問(wèn)題,遠(yuǎn)景在科羅拉多成立空氣動(dòng)力學(xué)與氣象研究中心,開(kāi)創(chuàng)性地采用三維設(shè)計(jì)方法,對(duì)葉片的8個(gè)剖面做了詳盡分析,大幅降低了葉片的疲勞載荷,提升了年發(fā)電量。
解決風(fēng)電消納問(wèn)題是平價(jià)上網(wǎng)的基礎(chǔ)
中國(guó)電力報(bào):在風(fēng)電發(fā)電側(cè)平價(jià)上網(wǎng)以及各種能源形式的高效利用上,人們對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)有所期待,對(duì)此您怎么看?
王曉宇:風(fēng)電發(fā)電側(cè)平價(jià)上網(wǎng)在技術(shù)上應(yīng)有所準(zhǔn)備,但我認(rèn)為更重要的是市場(chǎng)化的機(jī)制建設(shè)。也就是說(shuō),風(fēng)電平價(jià)上網(wǎng)必須用市場(chǎng)化的手段來(lái)解決電力交易的問(wèn)題。
風(fēng)電的平價(jià)上網(wǎng)試點(diǎn)也是建立在全額消納基礎(chǔ)上的。無(wú)論是光伏遵循摩爾定律實(shí)現(xiàn)成本下跌,還是風(fēng)電依靠更大的風(fēng)輪直徑提高利用小時(shí)數(shù),所發(fā)電量都要被電網(wǎng)全額收購(gòu),才能讓投資企業(yè)得到充分回報(bào)。如果限電率超過(guò)一定水平,或者上網(wǎng)電價(jià)達(dá)不到標(biāo)桿電價(jià)水平,都會(huì)讓投資企業(yè)受到損失。
所謂的能源互聯(lián)網(wǎng)也好,第三次這個(gè)工業(yè)革命也罷,其實(shí)是一種信息化的能源革命,技術(shù)層面上的智能化更為重要,其挑戰(zhàn)也就在這里。就風(fēng)電而言,風(fēng)電要高比例進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)還須解決其間歇性、分布式和波動(dòng)性這三大問(wèn)題。為此,遠(yuǎn)景致力于布局能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)EnOS,以此協(xié)調(diào)能源系統(tǒng)的各個(gè)元素,實(shí)現(xiàn)美好能源世界的愿景,但這一切取決于行業(yè)技術(shù)進(jìn)步,遠(yuǎn)景愿與為能源轉(zhuǎn)型付出努力的人們一起推進(jìn)技術(shù)一路向前,生生不息。
高塔筒技術(shù)將開(kāi)啟低風(fēng)速開(kāi)發(fā)新里程
中國(guó)電力報(bào):風(fēng)電可開(kāi)發(fā)的風(fēng)速已經(jīng)下探到5米/秒了,風(fēng)電開(kāi)發(fā)的極限風(fēng)速在哪里?未來(lái)兩年,哪些技術(shù)會(huì)對(duì)風(fēng)電開(kāi)發(fā)產(chǎn)生較大的影響?
王曉宇:風(fēng)電開(kāi)發(fā)風(fēng)速下探到5米/秒已是事實(shí),也沒(méi)有必要說(shuō)風(fēng)電可開(kāi)發(fā)的風(fēng)速一直是線性往下走。如果要說(shuō)風(fēng)電開(kāi)發(fā)的極限風(fēng)速,如果沒(méi)有出現(xiàn)更大的技術(shù)突破,我認(rèn)為4.7~4.8米/秒可能是一段時(shí)間的一個(gè)極限。因?yàn)椋L(fēng)能蘊(yùn)含的能量就像采油一樣,當(dāng)?shù)叵掠蛯釉絹?lái)越貧瘠時(shí),就意味著更高的采油成本少,那么風(fēng)速越來(lái)越低之后,就要用更高技術(shù)和材料成本去挖掘捕獲風(fēng)能蘊(yùn)含的能量,這是風(fēng)電開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。但值得注意的是,風(fēng)電可開(kāi)發(fā)的風(fēng)速即便下探0.1米/秒,這也會(huì)帶來(lái)可觀的風(fēng)能開(kāi)發(fā)量。基于此,遠(yuǎn)景開(kāi)發(fā)高塔筒智能控制技術(shù),用技術(shù)的力量推進(jìn)更低風(fēng)速區(qū)域的風(fēng)資源利用。比如同一點(diǎn)位,在80米高度測(cè)風(fēng),其年均風(fēng)速僅為4米/秒左右,而向上140米測(cè)風(fēng),其年均風(fēng)速可達(dá)到6米/秒。據(jù)遠(yuǎn)景格林云平臺(tái)測(cè)算,140米以上高度風(fēng)速大于5.5米/秒的區(qū)域占國(guó)土面積的70%,預(yù)期發(fā)電小時(shí)數(shù)超過(guò)2200小時(shí)??紤]限制因素后,風(fēng)電可開(kāi)發(fā)容量超過(guò)88.2億千瓦。
遠(yuǎn)景在國(guó)內(nèi)已有批量的“120米、140米全鋼柔性塔筒技術(shù)”實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用,那么高塔筒會(huì)帶來(lái)怎樣的實(shí)際收益呢?全鋼塔筒高度從90米到120米,可提升發(fā)電小時(shí)數(shù)近300小時(shí),從120米再到140米,其發(fā)電小時(shí)數(shù)超過(guò)250小時(shí)。